https://frosthead.com

Οι αμυντικές αγκάθια στο Tenrecs θα μπορούσαν να έρθουν σε ένα κόστος για το μέγεθος του εγκεφάλου

Πριν από τουλάχιστον 29 εκατομμύρια χρόνια, ένα μικρό θηλαστικό που μοιάζει με σκουλήκι έπεσε πάνω από το κανάλι της Μοζαμβίκης σε μια βλάστηση ή ίσως σε ένα κοίλο κορμό και προσγειώθηκε στο νησί της Μαδαγασκάρης. Το αν αυτό το κυνηγητό ήταν έγκυος γυναίκα ή ένας μικρός πληθυσμός ενηλίκων παραμένει ένα μυστήριο. Το μόνο που γνωρίζουμε είναι ότι αυτός ο απίστευτος ταξιδιώτης ή ταξιδιώτες θα επιβιώσουν, θα αναπαραχθούν και θα μετατραπούν σε πολλά διαφορετικά είδη, προσαρμοσμένα στη ζωή σε διαφορετικό βιότοπο στο νησί.

Σήμερα, καλούμε αυτά τα πλάσματα tenrecs, και οι επιστήμονες αναγνωρίζουν 37 ζωντανά είδη των μικροσκοπικών μετατοπιστών σχήματος.

Μερικοί, όπως και ο μικρότερος μακρύς ουράς tenrec, έχουν εξελίξει παραληρητικές ουρές που τους επιτρέπουν να προσκολλώνται σε θάμνους και κλαδιά δέντρων. Άλλοι, όπως το web-footed tenrec, αθλητικές προσαρμογές για την υδρόβια ζωή και το κυνήγι οστρακόδερμων και προνυμφών εντόμων κάτω από το νερό. Τα Tenrecs έχουν κατακτήσει ακόμη και το υπόγειο, όπως το τρελό ρυζιού tenrec, το οποίο είναι εξοπλισμένο με ισχυρά νύχια εκσκαφής και μικρά μάτια, τόσο καλύτερα να κρατήσει το χώμα έξω.

Ίσως ο πιο γνωστός κλάδος του οικογενειακού δέντρου tenrec ανήκει σε πέντε είδη που μοιάζουν με σκαντζόχοιροι. Καθένα έχει εξειδικευμένες τρίχες που έχουν, με την πάροδο του χρόνου, μεταμορφωθούν σε αγκάθια κατά των αρπακτικών.

Αυτά τα αμυντικά μέτρα μπορεί να έχουν κόστος. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Journal of Mammalogy βρήκε στοιχεία ότι αυτές οι ακραίες, ακανόνιστες προσαρμογές μπορεί να έχουν αναπτυχθεί παράλληλα με τη μείωση του εγκεφάλου.

Υπάρχουν περισσότεροι από ένας τρόπος για να φτιάξετε ένα πικρό τρενκ. Ενώ δύο από τα είδη - Echinops telfairi και Setifer setosus - μεταφέρουν μικρές, πυκνές και άκαμπτες αγκάθια σαν αυτές ενός σκαντζόχοιρου, άλλοι έχουν μακρύτερα, εύκαμπτα πτερύγια αναμειγμένα με τριχωτό γούνα.

Ο Τεντ Στάνκοβιτς, ένας εξελικτικός οικολόγος συμπεριφοράς στο Πανεπιστήμιο Καλιφόρνιας του Λονγκ Μπιτς, ζήτησε τη διερεύνηση των τρόπων με τους οποίους τα όπλα και οι προειδοποιήσεις εξελίσσονται στα θηλαστικά. Από τις λωρίδες skunk και τους αρωματικούς αδένες στους μαντζακ και τους στρατιώτες του Armadillo, ο Stankowich και το εργαστήρι του θέλουν να μάθουν πώς και γιατί σχηματίζονται αυτές οι άμυνες και τι συμβαίνει σε άλλα μέρη του σώματος ενός ζώου όταν το κάνουν.

Μικρή σκαντζόχοιρος Tenrec Ο μικρός σκαντζόχοιρος tenrec ( Echinops telfairi ) έχει μια πλάτη που καλύπτεται σε αιχμηρές ακίδες. (Tollkühn / ullstein bild μέσω της Getty Images)

Τριάντα δύο είδη tenrec που έχουν κάνει χωρίς να τα πόδια, μετά από όλα. Έτσι τι ήταν για τη ζωή πριν από εκατομμύρια χρόνια που ώθησε αυτά τα πέντε άλλα είδη για να πάρουν τα εξελικτικά τους χαστούκια; Και τι τιμή έπρεπε να πληρώσουν τα ζώα για τις φυσικές τους άμυνες;

"Η σκέψη είναι ότι αυτά είναι ακριβά πράγματα που πρέπει να οικοδομηθούν", λέει ο Stankowich. "Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να κατασκευαστεί και να μεταφερθεί ένα μεγάλο κοστούμι πανοπλία, και έτσι πρέπει να πληρώσετε για αυτό κατά κάποιο τρόπο."

Ο ιστός του εγκεφάλου είναι επίσης πολύ δαπανηρός, από την άποψη της ενέργειας, λέει ο Στάνκοβιτς. Το 2017 το εργαστήριό του ανακάλυψε ότι ανάμεσα σε 647 είδη θηλαστικών, τα ζώα που εξελίχτηκαν με κάποιο είδος εξειδικευμένης άμυνας, είτε πανοπλία, αιχμές ή χημικά όπλα, τείνουν να υποφέρουν επίσης από απώλεια εγκεφαλικής μάζας. Και ενώ το μέγεθος του εγκεφάλου ενός είδους καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, η συσχέτιση μεταξύ της ανάπτυξης αμυντικών όπλων και της μείωσης του μεγέθους του εγκεφάλου υποδεικνύει ότι οι δύο σχετίζονται.

Τα περισσότερα από τα θηλαστικά εκεί έξω με πανοπλία, φτερά και τα παρόμοια είναι αρκετά μεγαλύτερα από τα tenrecs, τα οποία έχουν ένα μέσο βάρος μικρότερο από δύο κιλά μεταξύ των μεγαλύτερων ειδών. Για να διαπιστώσει εάν η τάση μείωσης του μεγέθους του εγκεφάλου συνεχίζεται σε μικροσκοπικά τερεκτς, ο Stankowich και ένας πρώην φοιτητής, Colin Stensrud, χρησιμοποίησαν δερματολογικές μελέτες από μουσεία, καθώς και δεδομένα φυσικής ιστορίας από τη Διεθνή Ένωση για τη Διατήρηση της Φύσης.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι καθώς οι tenrecs εξελίχθηκαν σε μεγαλύτερα σωματικά μεγέθη και μετακινήθηκαν σε πιο ανοικτούς οικότοπους, ήταν πιο πιθανό να εξελίξουν σπονδυλική στήλη. Τα ζώα μπορεί να έχουν αρχίσει να μπαίνουν σε ανοιχτά χωράφια και δάση για να γιορτάσουν με τη γενναιοδωρία των εντόμων σε τέτοια σημεία, αλλά με αυτό τον τρόπο θέτουν σε κίνδυνο. Οι θηρευτές, όπως τα πτηνά, τα φίδια και οι βοσσοί - ένας ξάδερφος της γάτας που μοιάζει με γάτα και προέρχονται από τη Μαδαγασκάρη - όλα τα θύματα των τενερίκων.

Η πιο έντονη θήρευση μπορεί να έχει επιλέξει για tenrecs που ήταν πιο σκληρά για να καταρρίψουν, ίσως επειδή οι μεταλλάξεις τους έδωσαν σκληρότερο δέρμα ή σκληρότερη γούνα. Και αν η διαδικασία αυτή συνεχίστηκε αργά για εκατομμύρια χρόνια, ενδεχομένως τα τρενκς θα μπορούσαν να εξελιχθούν με λαιμούς και πλάτες γεμάτες αιχμηρές ακίδες.

Αλλά η βαρύτερη πανοπλία δεν φάνηκε φθηνή. Όχι μόνο η σχετική εγκεφαλική μάζα μειώθηκε για τα είδη tenrec που ανέπτυξαν σπονδυλική στήλη, αλλά οι ερευνητές βρήκαν επίσης μια συσχέτιση μεταξύ του επιπέδου της ακρίβειας και της ποσότητας της παρακμής. Τα είδη με πιο ισχυρές αιχμές είχαν χάσει περισσότερη εγκεφαλική μάζα σε σχέση με το σωματικό τους μέγεθος από εκείνα με μικρότερα, φαινομενικά λιγότερο ακριβά σπονδυλικά στήθη.

Αυτό σημαίνει ότι ο Roger Alan Wade μιλούσε για την αναπτυξιακή βιολογία όταν τραγουδούσε: "Αν είσαι χαζός, πρέπει να είσαι σκληρός";

Σύμφωνα με τον Stankowich, δεν είναι απαραιτήτως ότι τα αγκάθια tenrecs είναι ηλίθια. Πιθανότατα, είναι τόσο έξυπνοι όσο χρειάζονται. "Δεν χρειάζεται να πληρώνετε τόνο προσοχής στους θηρευτές είτε στον αέρα είτε στο έδαφος, επειδή γνωρίζετε ότι οι άμυνες σας είναι αποτελεσματικές εναντίον τους", λέει.

Τα πιο ευπαθή είδη θηραμάτων πρέπει να επενδύσουν βιολογικούς πόρους σε καλά αυτιά, sniffers, μάτια και άλλες αισθητήριες συστοιχίες που μπορούν να ανιχνεύσουν αρπακτικά ζώα προτού εντοπιστούν τα ίδια. Όμως, οι ακανθώδεις tenrecs μπορεί να είναι σε θέση να αγνοήσουν τέτοιες επενδύσεις, επειδή μπορούν να κυλήσουν σε μια μπάλα που μοιάζει με αχιβάδα ή να κουνάσουν τα αιχμηρά κεφάλια τους γύρω, αν έρθει σε επαφή με ένα αρπακτικό.

Εντούτοις, μερικά αναπάντητα ερωτήματα παραμένουν. Ο Link Olson, εξελικτικός βιολόγος και επιμελητής θηλαστικών στο Πανεπιστήμιο της Αλάσκας, λέει ότι δεν γνωρίζουμε πραγματικά τι έμοιαζε η Μαδαγασκάρη όταν έφτασε για πρώτη φορά το tenrec, γι 'αυτό είναι δύσκολο να πούμε ότι η εξελικτική ανάπτυξη των αγκάθων σχετίζεται με ανοικτούς χώρους μόνο και μόνο επειδή ορισμένα είδη ευνοούν ανοιχτά ενδιαιτήματα τώρα.

"Νομίζω ότι πρέπει να γνωρίζουμε συνεχώς την αβεβαιότητα και πώς μεγαλώνει αυτή η αβεβαιότητα όσο μακρύτερα φτάνουμε", λέει ο Olson, ο οποίος έχει περάσει έναν τέταρτο αιώνα μελετώντας tenrecs.

Είναι επίσης δύσκολο να ταξινομηθούν ορισμένα από αυτά τα είδη ως κατοικούντα σε κλειστά ή ανοικτά ενδιαιτήματα. Δύο από τα ακανθώδη είδη που εντοπίζονται σε ανοιχτούς οικότοπους, γνωστά και ως τρεχούμενα τενερίκια, μπορούν επίσης να βρεθούν στα δάση, λέει ο Olson. Και ένα άλλο, το Tenrec ecaudatus, χάνει μεγάλο μέρος της ακριβείας του καθώς μεγαλώνει και μεγαλώνει, πράγμα που φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με την τάση άλλων ειδών.

"Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν πάντοτε εξαιρέσεις από κάθε γενικό κανόνα που βλέπουμε στη φύση", λέει ο Olson.

Στο τέλος, θα είναι πάντα αδύνατο να γνωρίζουμε ακριβώς πώς έγινε ένα είδος. Όμως, με όλη τους τη θαυμάσια ποικιλομορφία γεμάτη σε ένα νησί πλούσιο σε ενδιαιτήματα, τα tenrecs παρέχουν ένα αξιοπρόσεκτο παράθυρο στο παρελθόν.

Οι αμυντικές αγκάθια στο Tenrecs θα μπορούσαν να έρθουν σε ένα κόστος για το μέγεθος του εγκεφάλου